核电站燃料元件包壳完整性的检测方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种核电站燃料元件包壳完整性的检测方法和系统，其包括用于检测一回路冷却剂中所含的惰性气体的活度浓度并输出的探测组件；用于接收输出的所述检测到的活度浓度，并将检测到的所述活度浓度与预设的报警阈值条件进行比对，若符合报警阈值条件，则产生报警信号并发送的比对组件；以及用于接收发送的报警信号，按照预设的报警模式进行报警的报警组件。本发明专利技术可通过监测一回路冷却剂中的惰性气体的活度浓度来对燃料元包壳的破损率进行检测，具有更高的可行性和灵敏度，可以避免由于非燃料元件破损原因而可能导致的误测量；同时可设定1个或多个报警阈值，可实现对核电厂安全运行所关心的燃料元件包壳破损率限值进行定量监测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核电站仪控领域，尤其涉及一种核电站燃料元件包壳完整性的检测方法和系统。
技术介绍
核电站有三道防护屏障，其中第1道屏障即为燃料元件包壳，因此需要对在运核电站燃料元件包壳完整性进行在线监测，以确保核电厂能够安全运行。当燃料元件未破损时，一回路冷却剂中的放射性主要来自活化产物和腐蚀产物，其产生的γ剂量率水平相对较低；如果燃料元件包壳破损，则包含在燃料元件中的裂变产物(主要是惰性气体)也将进入到一回路冷却剂中，此时一回路冷却剂的γ剂量率将增加。现有技术中，核电厂设置化学与容积控制系统(简称化容系统)用于控制一回路冷却剂的总量与组份。而辐射监测设备则布置在化容系统管线旁边，用于监测一回路冷却剂中的放射性参数，用于判断核燃料元件包壳破损情况。例如，通过在设置化容系统下泄管线上的γ辐射探测器(例如电离室等)来进行实时探测，通过监测一回路冷却剂γ剂量率的变化实现对燃料元件包壳完整性的监测。但上述现有技术中存在如下缺陷：1)由于非燃料元件破损等原因也会导致冷却剂或环境的γ剂量率增加，因此将会影响到测量方法的可靠性；2)现有方法只能定性监测破损率，而不能定量监测燃料元件包壳的破损率。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种核电站燃料元件包壳完整性的检测方法和系统，通过监测从一回路冷却剂中分离出的惰性气体的活度浓度来达到定量监测燃料包壳破损率的目的。本专利技术就上述技术问题而提出的技术方案如下：一方面，提供一种核电站燃料元件包壳完整性的检测方法，包括如下步骤：S1、将核电站燃料元件包壳与一回路冷却系统进行连接；S2、通过探测器对所述一回路冷却系统中的一回路冷却剂进行检测，确定所述一回路冷却剂中放射性裂变气体的活度浓度；S3、当检测到的所述放射性裂变气体的活度浓度符合预设的报警阈值条件时进行报警。优选的，步骤S2中包括：S21、通过化学与容积控制系统将所述一回路冷却剂输送到下泄管线，通过分离装置将所述放射性裂变气体从所述下泄管线中的一回路冷却剂中进行分离；S22、通过所述探测器对分离得到的放射性裂变气体的活度浓度进行检测，并确定分离得到的放射性裂变气体的放射性活度浓度。优选的，所述放射性裂变气体为惰性气体。优选的，所述分离装置为气水分离装置；所述探测器包括NaI和电离室探测器。优选的，步骤S3中，所述报警阈值为基于所述燃料元件包壳破损率预设的放射性裂变气体的活度浓度；当检测到的所述放射性裂变气体的活度浓度超过所述预设的射性裂变气体的活度浓度时进行报警。优选的，所述基于所述燃料元件包壳破损率预设的放射性裂变气体的活度浓度至少有一个；当检测到的放射性裂变气体的活度浓度超过其中任一所述预设的射性裂变气体的活度浓度时，采用与该所述预设的放射性裂变气体的活度浓度对应的模式进行报警。优选的，所述基于所述燃料元件包壳破损率预设的放射性裂变气体的活度浓度包括：当所述燃料元件包壳破损率为预设的第一破损率时对应的放射性裂变气体的第一活度浓度；以及当所述燃料元件包壳破损率为预设的第二破损率时对应的放射性裂变气体的第二活度浓度；当所述放射性裂变气体的活度浓度超过所述第一活度浓度时，以与所述第一活度浓度对应的第一模式进行报警；当所述放射性裂变气体的活度浓度超过所述第二活度浓度时，以与所述第二活度浓度对应的第二模式进行报警。另一方面，还提供一种核电站燃料元件包壳完整性的检测系统，包括：探测组件，其连接与核电站燃料元件包壳连接的一回路冷却系统，用于检测所述一回路冷却系统的一回路冷却剂中所含的放射性裂变气体的活度浓度并输出；比对组件，其连接所述探测组件，用于接收输出的所述检测到的活度浓度，并将检测到的所述活度浓度与预设的报警阈值条件进行比对，若符合报警阈值条件，则产生报警信号并发送；以及报警组件，其连接所述比对组件，用于接收发送的报警信号，按照预设的报警模式进行报警。优选的，还包括：化学与容积控制系统，其连接所述一回路冷却系统，用于控制所述一回路冷却剂的总量与组分，并将所述一回路冷却剂输送至与所述化学与容积控制系统连接的下泄管线；以及与所述下泄管线连接的分离装置，所述分离装置用于将所述放射性裂变气体从所述下泄管线中的一回路冷却剂中进行分离，并将分离得到的放射性裂变气体输送至与所述分离装置连接的探测组件。优选的，所述放射性裂变气体为惰性气体。优选的，所述分离装置为气水分离装置；所述探测器包括NaI和电离室探测器。优选的，所述报警阈值为基于所述燃料元件包壳破损率预设的放射性裂变气体的活度浓度；当检测到的所述放射性裂变气体的活度浓度超过所述预设的射性裂变气体的活度浓度时，所述对比组件产生报警信号并发送。优选的，所述基于所述燃料元件包壳破损率预设的放射性裂变气体的活度浓度至少有一个；当检测到的放射性裂变气体的活度浓度超过其中任一所述预设的射性裂变气体的活度浓度时，所述对比组件产生不同的报警信号并发送；所述报警组件根据接收到的不同的报警信号，采用与该报警信号对应的模式进行报警。优选的，所述基于所述燃料元件包壳破损率预设的放射性裂变气体的活度浓度包括：当所述燃料元件包壳破损率为预设的第一破损率时对应的放射性裂变气体的第一活度浓度；以及当所述燃料元件包壳破损率为预设的第二破损率时对应的放射性裂变气体的第二活度浓度；当所述检测到的放射性裂变气体的活度浓度超过所述第一活度浓度时，所述对比组件产生第一报警信号并发送；所述报警组件根据接收到的第一报警信号，采用与该第一报警信号对应的第一模式进行报警；当所述检测到的放射性裂变气体的活度浓度超过所述第二活度浓度时，所述对比组件产生第二报警信号并发送；所述报警组件根据接收到的第二报警信号，采用与该第二报警信号对应的第二模式进行报警。本专利技术的技术方案具有如下技术效果：1)本专利技术可通过监测一回路冷却剂中的惰性气体的活度浓度来对燃料元包壳的破损率进行检测，其相对于现有的定性监测破损率的方法而言，具有更高的可行性和灵敏度，可以避免由于非燃料元件破损原因而可能导致的误测量；2)本专利技术可设定1个或多个报警阈值，可实现对核电厂安全运行所关心的燃料元件包壳破损率限值进行定量监测。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一中的燃料元件包壳完整性的检测方法流程图；图2是本专利技术实施例一中的燃料元件包壳完整性的检测系统结构示意图。具体实施方式本专利技术针对现有技术中存在的只能通过监测一回路冷却剂γ剂量率的变化来对燃料元件包壳完整性进行定性监测，而不能定量检测，以及由于非燃料元件破损等原因造成的误测量的缺陷，提供了一种核电站燃料元件包壳完整性的检测方法和系统。其核心思想是：惰性气体产生于核电站反应堆内部核燃料的核裂变过程，裂变过程中放出核能以及裂变产物、衰变产物，其中裂变产物和衰变产物中包含惰性气体。若燃料元件包壳产生破损，则只有所述惰性气体才能释放出燃料元件包壳，本专利技术通过监测一回路冷却剂中的惰性气体来达到定量监测燃料包壳破损率的目的。实施例一：图1示出了本专利技术中核电站燃料元件包壳完整性的检测方法流程图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核电站燃料元件包壳完整性的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将核电站燃料元件包壳与一回路冷却系统进行连接；S2、通过探测器对所述一回路冷却系统中的一回路冷却剂进行检测，确定所述一回路冷却剂中放射性裂变气体的活度浓度；S3、当检测到的所述放射性裂变气体的活度浓度符合预设的报警阈值条件时进行报警。

【技术特征摘要】
1.一种核电站燃料元件包壳完整性的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将核电站燃料元件包壳与一回路冷却系统进行连接；S2、通过探测器对所述一回路冷却系统中的一回路冷却剂进行检测，确定所述一回路冷却剂中放射性裂变气体的活度浓度；S3、当检测到的所述放射性裂变气体的活度浓度符合预设的报警阈值条件时进行报警。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，步骤S2中包括：S21、通过化学与容积控制系统将所述一回路冷却剂输送到下泄管线，通过分离装置将所述放射性裂变气体从所述下泄管线中的一回路冷却剂中进行分离；S22、通过所述探测器对分离得到的放射性裂变气体的活度浓度进行检测，并确定分离得到的放射性裂变气体的放射性活度浓度。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述放射性裂变气体为惰性气体。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分离装置为气水分离装置；所述探测器包括NaI和电离室探测器。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，所述报警阈值为基于所述燃料元件包壳破损率预设的放射性裂变气体的活度浓度；当检测到的所述放射性裂变气体的活度浓度超过所述预设的射性裂变气体的活度浓度时进行报警。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述燃料元件包壳破损率预设的放射性裂变气体的活度浓度至少有一个；当检测到的放射性裂变气体的活度浓度超过其中任一所述预设的射性裂变气体的活度浓度时，采用与该所述预设的放射性裂变气体的活度浓度对应的模式进行报警。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述燃料元件包壳破损率预设的放射性裂变气体的活度浓度包括：当所述燃料元件包壳破损率为预设的第一破损率时对应的放射性裂变气体的第一活度浓度；以及当所述燃料元件包壳破损率为预设的第二破损率时对应的放射性裂变气体的第二活度浓度；当所述放射性裂变气体的活度浓度超过所述第一活度浓度时，以与所述第一活度浓度对应的第一模式进行报警；当所述放射性裂变气体的活度浓度超过所述第二活度浓度时，以与所述第二活度浓度对应的第二模式进行报警。8.一种核电站燃料元件包壳完整性的检测系统，其特征在于，包括：探测组件，其连接与核电站燃料元件包壳连接的一回路冷却系统，用于检测所述一回路冷却系统的一回路冷却剂中所含的放射性裂变气体的活度浓度并输出；比对组件，其连接所述探...

【专利技术属性】
技术研发人员：王骄亚，孙瑜，凌君，周欣建，刘洪涛，李磊，
申请(专利权)人：中广核工程有限公司，中国广核集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44